火星沟壑可能是由断断续续的液态融水形成的

火星上的一些陡坡上有沟壑，其形态表明它们是由液体形成的。然而，地球目前的气候不利于这些地点的水冰融化，涉及二氧化碳冰的机制也无法解释这些特征的分布。在新的研究中，来自布朗大学、加州理工学院、宇航局和加州大学圣克鲁斯分校的行星科学家模拟了过去几百万年中火星地轴倾斜不同程度时火星气候的变化。倾斜35度时，冰盖部分融化，大气压力升高，夏季气温更高;在这些条件下，沟壑处的大气压将高于水的三相点，因此水可以熔化形成液体。

尽管火星沟壑与地球上类似的水蚀地貌相似，但它们大多存在于在地球当前气候和大气条件下预计不会出现液态水的海拔高度。

有人认为，二氧化碳冰的升华可能形成了这些沟壑。

然而，这一过程的机制尚不确定，因为该过程缺乏地球的类似物，无法完全解释火星沟壑的分布。

另一种假说认为，在早期的气候条件下，少量的液态水形成了更有利于水冰融化的沟壑。

此外，之前的研究表明，在火星过去倾斜度较高的时期，水冰可能会积聚在现在包含沟壑的地方。

“我们从我们和其他人的大量研究中得知，在火星历史的早期，火星表面就有流水、山谷网络和湖泊，”布朗大学教授吉姆·海德说。

“但大约 30 亿年前，所有液态水都消失了，火星变成了我们所说的超级干旱或极地沙漠。”

为了更好地了解液态水在形成这些特征中可能发挥的作用，Head 教授和同事使用火星的 3D 全球环流模型来模拟过去百万年中当火星轴倾斜不同程度时，火星气候的变化。

他们发现，在 35 度倾角处，当前沟壑位置的压力达到超过 612 帕斯卡，冰表面温度可能超过 273 K(水冰的熔点)。

因此，融化的冰在高倾角期间可能保持液态，在目前发现冰的高海拔地区形成沟壑。

“我们的研究表明，过去一百万年来的液态水可以更好地解释沟壑的全球分布，”加州理工学院的詹姆斯·迪克森博士说。

“水以二氧化碳无法解释的方式解释了沟壑的海拔分布。”

“这意味着火星在过去一百万年里已经能够产生足够数量的液态水来侵蚀河道，这在火星地质历史的规模上是最近的。”

一篇描述这项研究的论文于 6 月 29 日发表在《科学》杂志上。

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